CN114320346A - 一种管片输送装置及其管片运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管片输送装置及其管片运输方法，解决了现有技术中大坡度管片运输效率低且无法及时进行清渣的技术问题。本发明的管片输送装置，包括行走底架，行走底架上设有滑动架和顶升架，行走底架的两侧设有同步起升机构，所述滑动架和顶升架上均设有限位机构，所述行走底架的接收管片端设有旋转式管片接收机构。本发明利用管片输送装置的同步提升机构，整体同步抬高管片输送装置，使渣土顺利通过管片输送装置底部，防止渣土堆积，方便清渣作业，从而提高了大坡度向上掘进时的施工效率。利用防止管片滑移的限位机构，对管片进行自动挡固与释放，能够使管片输送装置在大坡度施工时顺利运输管片，降低管片滑移产生的风险。

Description

一种管片输送装置及其管片运输方法

技术领域

本发明涉及隧道管片运输技术领域，特别是指一种大坡度管片输送装置及其管片运输方法。

背景技术

目前盾构机凭借安全、高效等优点在地下空间开发过程中得到了广泛的应用。随着越来越多复杂工程地质的出现，关于盾构机的适应性也提出了更高的要求。为保证盾构机的高效施工掘进，盾构机的所有关键部件均需依据地质情况进行创新设计。

在富水地层大坡度向上掘进时，目前常用的管片输送装置使用问题较多，严重影响施工效率。具体原因如下：（1）在富水地层大坡度向上掘进时，因各种因素，主机底部区域将会存在大量的渣土，施工人员很难对渣土进行及时清理，渣土便会顺着斜坡溜下来，逐步淹没管片输送装置前部，严重时淹没整个管片输送装置。由于管片输送装置紧贴管片底部放置，施工人员难以清理管片输送装置部位的渣土，导致管片输送装置无法正常使用，影响施工效率；（2）大坡度向上掘进时，管片放置在管片输送装置后会因摩擦力不足向下滑动，即管片输送装置无法将管片向上运送至管片拼装机待抓取区域，管片输送装置同样无法正常使用，影响施工效率。（3）大坡度（≥10°）向上掘进时，管片输送装置整体处于倾斜状态，管片吊机吊运管片无法顺利将管片水平放置在管片输送装置上，严重影响施工效率。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种大坡度管片输送装置及其管片运输方法，解决了现有技术中大坡度管片运输效率低且无法及时进行清渣的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大坡度管片输送装置，包括行走底架，行走底架上设有滑动架和顶升架，行走底架的两侧设有同步起升机构，所述滑动架和顶升架上均设有限位机构，所述行走底架的接收管片端设有旋转式管片接收机构。

进一步，所述同步起升机构包括设置在行走底架上的伸缩驱动件和固定块，固定块上设有支撑杆，支撑杆的一端与固定块铰接、另一端设有底部撑靴，伸缩驱动件与支撑杆相连接。优选方式为，所述伸缩驱动件为驱动油缸，驱动油缸的伸缩端与行走底架铰接、另一端与支撑杆的中部铰接。

进一步，所述滑动架包括前滑动架和后滑动架，后滑动架铰接在前滑动架的后部，且后滑动架与旋转式管片接收机构相对应，限位机构设置在前滑动架上。后滑动架在旋转式管片接收机构的作用下，能相对前滑动架上下摆动。

进一步，所述限位机构包括旋转限位块和限位座，旋转限位块的中部通过销轴与限位座铰接形成杠杆结构，限位座内设有倾斜设置的限位槽，旋转限位块与限位槽相配合。其中，所述旋转限位块为L型结构板，旋转限位块的底部设有一体成型的挡块，旋转限位块的上部设有圆角弧面。

进一步，所述旋转式管片接收机构包括设置在行走底架上的固定支架，固定支架上铰接有旋转架，旋转架通过旋转驱动件与固定支架相连接。滑动架接收管片时，旋转式管片接收机构的旋转架处于水平状态。优选地，所述滑动架通过滑动驱动件与行走底架相连接，所述顶升架通过顶升驱动件与行走底架相连接，顶升架位于滑动架的两侧，所述行走底架的底部设有行走轮。

一种所述的大坡度管片输送装置的管片运输方法，步骤如下：

S1：将大坡度管片输送装置的行走底架铺设在大坡度隧洞的底部；

S2：将滑动架后部的后滑动架叠放在旋转式管片接收机构后部的旋转架上；

S3：调节旋转式管片接收机构后部的旋转架，使后滑动架处于水平状态；管片吊机将第一个管片放置在后滑动架上，进行水平下放第一个管片；

S4：调节旋转式管片接收机构后部的旋转架，使后滑动架逐渐向下摆动至与滑动架的前滑动架处于同一斜度；

S5：滑动架在滑动驱动件的作用下向前运动，后滑动架上的第一个管片运动至相近的顶升架上，顶升架上的限位机构对第一个管片进行限位固定；

S6：顶升架在顶升驱动件的作用下，将第一个管片向上顶起，限位机构自动释放第一个管片，使第一个管片脱离后滑动架；

S7：后滑动架在滑动驱动件的作用下向后运动至旋转架上，重复步骤S3~S4，接收第二个管片；

S8：顶升架在顶升驱动件的作用下，将第一个管片下放至前滑动架上并通过前滑动架上的限位机构对第一个管片进行自动限位固定，滑动架在滑动驱动件的作用下带动第一个管片和第二个管片向前运动；

S9：重复步骤S5~S8，完成在大坡度隧洞中对管片的步进式运输。

步骤S5、S6和S8中限位机构的工作方式为：正常状态下，受重力作用的影响，旋转限位块后端将绕铰接点顺时针向下转动至限位座底部，此时滑动架、顶升架能够正常运动；当管片运动至旋转限位块时，旋转限位块前端受管片接触下压的影响，旋转限位块将绕铰接点逆时针向上转动，使旋转限位块底部的挡块接触管片对管片挡固，避免发生下滑的情况。

在大坡度隧洞中对管片进行步进式运输过程中，当隧洞中管片输送装置处需要进行清理渣土时，同步起升机构的伸缩驱动件推动底部撑靴伸出，将底部撑靴支撑到隧洞洞壁上，将管片输送装置整体抬高一段距离，使渣土顺利从管片输送装置下方通过。

本发明利用管片输送装置的同步提升机构，整体同步抬高管片输送装置，可以使渣土顺利通过管片输送装置底部，防止渣土堆积，方便清渣作业，从而提高了大坡度向上掘进时的施工效率。利用防止管片滑移的限位机构，对管片进行自动挡固与释放，能够使管片输送装置在大坡度施工时顺利运输管片，降低管片滑移产生的风险。利用末端的旋转式管片接收机构，能够使管片输送装置在大坡度施工时顺利接收管片，保证吊机始终水平放置管片于末端滑动架上，提高管片运输效率。本发明结构设计巧妙，使管片运输装置能在大坡度工况下进行高效安全运输，提高运输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体处于水平正常状态示意图。

图2为本发明整体处于起升状态示意图。

图3为本发明整体俯视示意图。

图4为图1中A向视图。

图5为图2中B向视图。

图6为图1中E处局部放大图。

图7为图2中F处局部放大图。

图8为管片完全压在限位机构上时状态示意图。

图9为管片未完全压在限位机构上时状态示意图。

图10为大坡度下管片输送装置运输管片示意图。

图11为旋转式管片接收机构接收管片示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，实施例1，一种大坡度管片输送装置，包括行走底架1，行走底架1上设有滑动架2和顶升架3，与现有滑动架及顶升架相同的是，所述滑动架2通过滑动驱动件7与行走底架1相连接，所述滑动驱动件可采用伸缩油缸，在伸缩油缸的作用下，滑动架能相对于行走底架进行前后运动，用于对管的步进运送。所述顶升架3通过顶升驱动件8与行走底架1相连接，顶升架3位于滑动架2的两侧。顶升驱动件可采用顶升油缸，在顶升油缸的作用下顶升架3能相对行走底架进行上下运动。如图4、5所示，所述行走底架1的底部设有行走轮9，便于与盾构拖车一起运动。行走底架1的两侧设有同步起升机构4，在同步起升机构的作用下，行走底架能相对于隧洞起升一段距离，实现管片输送装置相对隧洞的上下提升，便于渣土的顺利清理。所述滑动架2和顶升架3上均设有限位机构5，限位机构5能相对滑动架2和顶升架3上的管片进行自动锁定和自动释放，既能保证管片在运输过程中不发生下滑，又能避免滑动架、顶升架的干涉，确保管片的安全运输。所述行走底架1的接收管片端设有旋转式管片接收机构6，在旋转式管片接收机构的作用下，管片吊机均能将管片水平放置在管片输送装置后端滑动架上，提高吊机的吊运效率。

如图6、7所示，实施例2，一种大坡度管片输送装置，在实施例1的基础上，所述同步起升机构4包括设置在行走底架1上的伸缩驱动件401和固定块402，固定块固定在行走底架上，固定块402上设有支撑杆403，支撑杆403的一端与固定块402铰接、另一端设有底部撑靴404，伸缩驱动件401与支撑杆403相连接。在伸缩驱动件的作用下，支撑杆能绕与固定块的铰接点转动，实现底部撑靴支撑在洞壁上与否。 优选地，所述伸缩驱动件401为驱动油缸，驱动油缸的伸缩端与行走底架1铰接、另一端与支撑杆403的中部铰接。驱动油缸的作用下，支撑杆能绕铰接点转动。

本实施例中，管片输送装置的行走底架的右上、左上、右下、左下四个位置分别设置一组同步提升机构。当管片输送装置需要抬高以便清理附近渣土时，通过人为操作或者上位机控制驱动油缸伸出带动支撑结构及撑靴整体向下移动，撑靴支撑到地面并进一步将管片输送装置抬高一段距离。此时渣土可以顺利从管片输送装置下方通过，方便渣土清理。当管片输送装置具备通行条件时，可以通过回收驱动油缸使支腿收回，直到将管片输送装置放回隧道管壁上。

起升作业的具体实施步骤：底部撑靴由支撑结构带动，并负责与地面直接接触；底部撑靴有防滑的作用，防止管片小车下滑；起升时，驱动油缸伸出带动支撑结构向下使底部撑靴与地面接触达到起升目的；回收时，驱动油缸缩回带动支撑结构向上使底部撑靴与地面脱离达到降落目的；驱动油缸可以保持在任意行程，实现不同高度的起降。

如图3所示，实施例3，一种大坡度管片输送装置，在实施例2的基础上，所述滑动架2包括前滑动架201和后滑动架202，后滑动架202铰接在前滑动架201的后部，后滑动架通过平销与前滑动架铰接。后滑动架202与旋转式管片接收机构6相对应，即吊机向后滑动架进行管片吊运时，后滑动架叠放在旋转式管片接收机构上，使其能够顺利放置在水平状态。限位机构5设置在前滑动架201上，对前滑动架201上的管片进行限位固定，防止下滑。

进一步，如图8、9所示，所述限位机构5包括旋转限位块5-1和限位座5-2，旋转限位块5-1的中部通过销轴与限位座5-2铰接形成杠杆结构，类似于跷跷板结构。限位座5-2内设有倾斜设置的限位槽，旋转限位块5-1与限位槽相配合。所述旋转限位块5-1为L型结构板，旋转限位块5-1的底部设有一体成型的挡块5-3，旋转限位块5-1的上部设有圆角弧面，便于管片的顺利存放。

正常状态下，受重力作用的影响，旋转限位块后端（后端比前端重）将绕销轴顺时针向下转动至旋转支座底部，此时滑动架能够正常前后循环运动；当管片放置在滑动架上时，旋转限位块前端受管片接触下压的影响，旋转限位块将绕销轴逆时针向上转动至管片端部，此时在大坡度段，滑动架上的管片受限位块的作用能够向前运动，不会发生下滑的情况。同理，起升架也是利用旋转限位块的工作原理防止管片产生向下滑移的情况。

进一步，如图11所示，所述旋转式管片接收机构6包括设置在行走底架1上的固定支架601，固定支架位于行走底架的后部。固定支架601上铰接有旋转架602，旋转架602通过旋转驱动件603与固定支架601相连接。滑动架2接收管片时，旋转式管片接收机构6的旋转架602处于水平状态。旋转驱动件603可采用伸缩油缸，在伸缩油缸的的作用下，旋转架能绕固定支架转动，用以支撑后滑动架进行旋转作业，可以实现滑动架在不同坡度下都能够保持水平状态，保证管片顺利水平放置在滑动架上。

实施例4：一种如实施例3所述的大坡度管片输送装置的管片运输方法，如图10、11所示，步骤如下：

S1：将大坡度管片输送装置的行走底架1铺设在大坡度隧洞的底部，为整个大坡度管片输送装置提供稳定支撑基础。

S2：将滑动架2后部的后滑动架202叠放在旋转式管片接收机构6后部的旋转架602上；在吊机吊运管片时，后滑动架位于旋转架上，通过旋转架调节后滑动架的角度，使其保持水平，提高吊机吊运管片的效率。

S3：调节旋转式管片接收机构6后部的旋转架602，使后滑动架202处于水平状态；管片吊机10将第一个管片放置在后滑动架202上，进行水平下放第一个管片，在水平状态下，进行管片的吊运，更加安全。

S4：调节旋转式管片接收机构6后部的旋转架602，使后滑动架202逐渐向下摆动至与滑动架2的前滑动架201处于同一斜度，便于前滑动架和后滑动架的同步运动。

S5：滑动架2在滑动驱动件7的作用下向前运动，后滑动架202上的第一个管片运动至相近的顶升架3上，顶升架3上的限位机构5对第一个管片进行限位固定，防止滑动架在斜坡上运动时，管片发生下滑。

S6：顶升架3在顶升驱动件8的作用下，将第一个管片向上顶起，限位机构5自动释放第一个管片，使第一个管片脱离后滑动架202。

S7：后滑动架202在滑动驱动件7的作用下向后运动至旋转架602上，重复步骤S3~S4，接收第二个管片。

S8：顶升架3在顶升驱动件8的作用下，将第一个管片下放至前滑动架201上并通过前滑动架201上的限位机构5对第一个管片进行自动限位固定，滑动架2在滑动驱动件7的作用下带动第一个管片和第二个管片向前运动；

S9：重复步骤S5~S8，完成在大坡度隧洞中对管片的步进式运输。

步骤S5、S6和S8中限位机构5的工作方式为：正常状态下，受重力作用的影响，旋转限位块5-1后端将绕铰接点顺时针向下转动至限位座5-2底部，此时滑动架、顶升架能够正常运动；当管片运动至旋转限位块5-1时，旋转限位块5-1前端受管片接触下压的影响，旋转限位块5-1将绕铰接点逆时针向上转动，使旋转限位块5-1底部的挡块5-3接触管片对管片挡固，避免发生下滑的情况。

在大坡度隧洞中对管片进行步进式运输过程中，当隧洞中管片输送装置处需要进行清理渣土时，同步起升机构4的伸缩驱动件401推动底部撑靴404伸出，将底部撑靴404支撑到隧洞洞壁上，将管片输送装置整体抬高一段距离，使渣土顺利从管片输送装置下方通过。当管片输送装置具备通行条件时，可以通过回收驱动油缸使支腿收回，直到将管片输送装置放回隧道管壁上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管片输送装置，包括行走底架（1），行走底架（1）上设有滑动架（2）和顶升架（3），其特征在于：行走底架（1）的两侧设有同步起升机构（4），所述滑动架（2）和顶升架（3）上均设有限位机构（5），所述行走底架（1）的接收管片端设有旋转式管片接收机构（6）。

2.根据权利要求1所述的管片输送装置，其特征在于：所述同步起升机构（4）包括设置在行走底架（1）上的伸缩驱动件（401）和固定块（402），固定块（402）上设有支撑杆（403），支撑杆（403）的一端与固定块（402）铰接、另一端设有底部撑靴（404），伸缩驱动件（401）与支撑杆（403）相连接。

3.根据权利要求2所述的管片输送装置，其特征在于：所述伸缩驱动件（401）为驱动油缸，驱动油缸的伸缩端与行走底架（1）铰接、另一端与支撑杆（403）的中部铰接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的管片输送装置，其特征在于：所述滑动架（2）包括前滑动架（201）和后滑动架（202），后滑动架（202）铰接在前滑动架（201）的后部，且后滑动架（202）与旋转式管片接收机构（6）相对应，限位机构（5）设置在前滑动架（201）上。

5.根据权利要求4所述的管片输送装置，其特征在于：所述限位机构（5）包括旋转限位块（5-1）和限位座（5-2），旋转限位块（5-1）的中部通过销轴与限位座（5-2）铰接形成杠杆结构，限位座（5-2）内设有倾斜设置的限位槽，旋转限位块（5-1）与限位槽相配合。

6.根据权利要求5所述的管片输送装置，其特征在于：所述旋转限位块（5-1）为L型结构板，旋转限位块（5-1）的底部设有一体成型的挡块（5-3），旋转限位块（5-1）的上部设有圆角弧面。

7.根据权利要求1~3、5、6任一项所述的管片输送装置，其特征在于：所述旋转式管片接收机构（6）包括设置在行走底架（1）上的固定支架（601），固定支架（601）上铰接有旋转架（602），旋转架（602）通过旋转驱动件（603）与固定支架（601）相连接。

8.根据权利要求7所述的管片输送装置，其特征在于：滑动架（2）接收管片时，旋转式管片接收机构（6）的旋转架（602）处于水平状态。

9.根据权利要求1~3、5、6、8任一项所述的管片输送装置，其特征在于：所述滑动架（2）通过滑动驱动件（7）与行走底架（1）相连接，所述顶升架（3）通过顶升驱动件（8）与行走底架（1）相连接，顶升架（3）位于滑动架（2）的两侧，所述行走底架（1）的底部设有行走轮（9）。

10.一种如权利要求1~9任一项所述的管片输送装置的管片运输方法，其特征在于：步骤如下：

S1：将管片输送装置的行走底架（1）铺设在大坡度隧洞的底部；

S2：将滑动架（2）后部的后滑动架（202）叠放在旋转式管片接收机构（6）后部的旋转架（602）上；

S3：调节旋转式管片接收机构（6）后部的旋转架（602），使后滑动架（202）处于水平状态；管片吊机（10）将第一个管片放置在后滑动架（202）上，进行水平下放第一个管片；

S4：调节旋转式管片接收机构（6）后部的旋转架（602），使后滑动架（202）逐渐向下摆动至与滑动架（2）的前滑动架（201）处于同一斜度；

S5：滑动架（2）在滑动驱动件（7）的作用下向前运动，后滑动架（202）上的第一个管片运动至相近的顶升架（3）上，顶升架（3）上的限位机构（5）对第一个管片进行限位固定；

S6：顶升架（3）在顶升驱动件（8）的作用下，将第一个管片向上顶起，限位机构（5）自动释放第一个管片，使第一个管片脱离后滑动架（202）；

S7：后滑动架（202）在滑动驱动件（7）的作用下向后运动至旋转架（602）上，重复步骤S3~S4，接收第二个管片；

S8：顶升架（3）在顶升驱动件（8）的作用下，将第一个管片下放至前滑动架（201）上并通过前滑动架（201）上的限位机构（5）对第一个管片进行自动限位固定，滑动架（2）在滑动驱动件（7）的作用下带动第一个管片和第二个管片向前运动；

S9：重复步骤S5~S8，完成在大坡度隧洞中对管片的步进式运输。

11.根据权利要求10所述的管片输送方法，其特征在于：步骤S5、S6和S8中限位机构（5）的工作方式为：正常状态下，受重力作用的影响，旋转限位块（5-1）后端将绕铰接点顺时针向下转动至限位座（5-2）底部，此时滑动架、顶升架能够正常运动；当管片运动至旋转限位块（5-1）时，旋转限位块（5-1）前端受管片接触下压的影响，旋转限位块（5-1）将绕铰接点逆时针向上转动，使旋转限位块（5-1）底部的挡块（5-3）接触管片对管片挡固，避免发生下滑的情况。

12.根据权利要求10所述的管片输送方法，其特征在于：在大坡度隧洞中对管片进行步进式运输过程中，当隧洞中管片输送装置处需要进行清理渣土时，同步起升机构（4）的伸缩驱动件（401）推动底部撑靴（404）伸出，将底部撑靴（404）支撑到隧洞洞壁上，将管片输送装置整体抬高一段距离，使渣土顺利从管片输送装置下方通过。

Images